(57)【要約】【課題】比較的幅の狭い研磨テープを使用して、一台の研磨装置で、オリエンテーションフラット部を有するウエハと、ノッチ部を有するウエハのエッジの研磨を行え、ウエハのエッジの研磨を長時間安定して行えるウエハエッジ研磨装置を提供することである。【解決手段】研磨テープ２２を送り出し、研磨テープを巻き取る間に、研磨テープをウエハ３６のエッジに押し付けて、ウエハのエッジを研磨する研磨ヘッド１１を有するウエハエッジ研磨装置１０。研磨テープは、シリンダシャフト１７´の先端部分に取り付けたパッド２０をウエハのエッジに向けて前進させることによりウエハのエッジに押し付けられる。パッドは、シリンダシャフト先端部分のパッド取付部１８に着脱可能に取り付けられる。ウエハのノッチ部のエッジを研磨する場合、表面にノッチ部の形状に一致する形状の凸部２１を有するパッドが使用される。【選択図】図１
2005007518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハのエッジを研磨する装置であって、
研磨テープを送り出し、この研磨テープを巻き取る間に、前記研磨テープを前記ウエハのエッジに押し付けて、前記ウエハのエッジを研磨する研磨ヘッド、
前記研磨ヘッドを横方向に往復移動させる手段、
前記研磨ヘッドを縦方向に往復移動させる手段、及び
前記研磨ヘッドを前記ウエハのエッジに関して縦方向に回動させる手段、
から成り、
前記研磨ヘッドが、
研磨テープを横方向に送り出し、この研磨テープを巻き取るテープ駆動手段、及び
前記研磨テープを前記ウエハのエッジに押し付けるためのテープ押付手段、
から成り、
前記テープ押付手段が、
パッド、及び
前記パッドを前記ウエハのエッジに向けて前進させ、前記パッドで前記研磨テープを前記ウエハのエッジに押し付ける手段、
から成る、
ところの装置。
【請求項２】
前記ウエハがオリエンテーションフラット部を有し、
前記パッドの表面が平坦である、ところの請求項１の装置。
【請求項３】
前記ウエハがノッチを有し、
前記パッドの表面が、前記ノッチの形状に一致する形状の凸部を有する、ところの請求項１の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、半導体ウエハや半導体デバイスウエハ（以下、ウエハ）のエッジを研磨する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウエハは、ＳｉやＧａＰなどの単結晶からなるインゴットをスライシングした後に、研磨を施した、半導体素子の基板となる薄板であり、その周縁（これを“エッジ”という）には、結晶方向の判別及び整列を容易にするためのノッチと称するＶ字形又はＵ字形の切り欠きが形成されている。また、チッピング（スライシング時にウエハの切断ラインの縁部に生じた不定形破断）をなくすため、ウエハのエッジにわたってＲ面取り加工が施されている。
【０００３】
このウエハの表面上に半導体素子を形成するため、ウエハの表面に、スパッタリング、ＣＶＤ、エッチングなどの成膜／エッチング技術を利用して、絶縁膜、電極配線膜、半導体膜を積層し、多層配線構造物を製作する。
【０００４】
このような多層配線構造物では、下地となる膜の平面性と平行性が低いと、その上に積層される膜の平面性と平行性が低下し、段差が生じ、これが配線の短絡の原因となるので、成膜やエッチングの都度に、膜の表面の研磨が行われている。
【０００５】
また、ウエハのエッジ（ウエハの周縁の上面部、端面部及び下面部）には、ダレと称される余分な膜部分が成膜時に形成されており、このダレが残っていると、このダレが、ウエハの搬送中に装置設備の構成物などに衝突し、パーティクルと称される塵となり、浮遊し、この浮遊塵が膜の表面に付着し、ウエハを汚染し、上記したような配線の短絡の原因となるので、成膜の都度に、ウエハのエッジの研磨が行われている。
【０００６】
従来、周縁にオリエンテーションフラット部を有するウエハのエッジの研磨は、ウエハのエッジ付近に研磨液を供給しながら、ウエハと直行する方向に走行する研磨テープをウエハのエッジに押し付けて行われ、ウエハを回転させることで、ウエハの周縁部とオリエンテーションフラット部の上面、端面及び下面が研磨される（例えば、特許文献１を参照）。
【０００７】
また、ノッチ部を有するウエハのエッジの研磨は、ウエハの周縁部の断面に整合する周囲溝を有する円筒状の回転砥石を使用して行われ、ウエハを回転させながら、回転砥石の周囲溝内にウエハのエッジを押し付けることによって、ウエハの周縁部とノッチ部の上面、端面及び下面が研磨される（例えば、特許文献２を参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−１８６２３４号公報（段落００２６〜００３１、図５）
【特許文献２】
特開平６−１０４２２８号公報（段落００２９、図１〜４）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ウエハに直行する方向に走行する研磨テープを使用する上記のような従来の研磨装置では、オリエンテーションフラット部のエッジの研磨を短時間で行うため、幅のある研磨テープ（通常、約７．６２ｃｍ（約３インチ）幅）が使用される。しかし、この幅の研磨テープでウエハの周縁部を研磨する際、研磨テープの両側の部分を使用することがなく（研磨テープの中央の約５．０８ｃｍ（約２インチ）幅の部分しか使用されず、両側合わせて約２．５４ｃｍ（約１インチ）の部分が未使用）、未使用の部分を残したまま廃棄され、この研磨テープの未使用の部分にコストがかかる。
【００１０】
また、円筒状の回転砥石を使用する上記の従来の研磨装置では、研磨時間の経過とともに回転砥石が摩耗するので、長時間安定して研磨できない。
【００１１】
さらに、オリエンテーションフラット部を有するウエハと、ノッチ部を有するウエハのエッジの研磨に、それぞれ別々の専用装置が必要であり、一台の研磨装置で、オリエンテーションフラット部を有するウエハと、ノッチ部を有するウエハのエッジの研磨ができない。
【００１２】
したがって、本発明の目的は、比較的幅の狭い研磨テープを使用して、一台の研磨装置で、オリエンテーションフラット部を有するウエハと、ノッチ部を有するウエハのエッジの研磨を行え、ウエハのエッジの研磨を長時間安定して行える新規なウエハエッジ研磨装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のウエハエッジ研磨装置は、研磨テープを送り出し、この研磨テープを巻き取る間に、研磨テープをウエハのエッジに押し付けて、ウエハのエッジを研磨する研磨ヘッド、この研磨ヘッドを横方向に往復移動させる手段、研磨ヘッドを縦方向に往復移動させる手段、及び研磨ヘッドを前記ウエハのエッジに関して縦方向に回動させる手段から構成される。
【００１４】
研磨ヘッドは、研磨テープを横方向に送り出し、この研磨テープを巻き取るテープ駆動手段、及び研磨テープをウエハのエッジに押し付けるためのテープ押付手段から構成され、このテープ押付手段が、パッド、及びこのパッドをウエハのエッジに向けて前進させ、パッドで研磨テープをウエハのエッジに押し付ける手段から構成される。
【００１５】
そして、研磨ヘッドのテープ押付手段が、パッド、及びこのパッドをウエハのエッジに向けて前進させる手段から構成される。
【００１６】
ここで、ウエハがオリエンテーションフラット部を有する場合、パッドとして、その表面が平坦なものを使用し、ウエハがノッチ部を有する場合、パッドとして、その表面にノッチ部の形状に一致する形状の凸部を有するものを使用する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
＜ウエハエッジ研磨装置＞  図１〜３に示すように、本発明のウエハエッジ研磨装置１０は、研磨テープ２２を矢印Ｔの方向に送り出し、この研磨テープ２２を巻き取る間に、研磨テープ２２をウエハ３６のエッジに押し付けて、ウエハ３６のエッジを研磨する研磨ヘッド１１、この研磨ヘッド１１を横方向（矢印Ｈで示す方向）に往復移動させる手段（符号２７、２８、２９、３０）、研磨ヘッド１１を縦方向（矢印Ｖで示す方向）に往復移動させる手段（符号２３、２４、２５、２６）、及び研磨ヘッド１１をウエハ３６のエッジに関して縦方向（矢印Ｒで示す方向）に回動させる手段（符号３１、３２、３３）から構成される。
【００１８】
研磨ヘッド１１は、研磨テープ２２を横方向（矢印Ｔで示す方向）に送り出し、この研磨テープ２２を巻き取るテープ駆動手段（符号１３、１４、１５、１６、１９）、及び研磨テープ２２をウエハ３６のエッジに押し付けるためのテープ押付手段から構成され、このテープ押付手段が、パッド２０、及びこのパッド２０をウエハ３６のエッジに向けて前進（矢印Ｆの方向）させ、パッド２０で研磨テープ２２をウエハ３６のエッジに押し付ける手段（符号１７、１７´、１８）から構成される。
【００１９】
図示のように、テープ駆動手段は、側面Ｌ字形の台１２の低部の表面に、未使用の研磨テープを巻き付けたテープロール１３を着脱可能に取り付けるための取付軸（図示せず）と、テープロール１３から送り出された研磨テープ２２を巻き取るための巻取りローラ１４を着脱可能に取り付けるための取付軸（図示せず）とを有する。そして、これら取付軸は、台１２の低部の裏面に固定したモータ１５、１６にそれぞれ連結され、モータ１６を駆動すると、研磨テープ２２が、テープロール１３から矢印Ｔの方向に送り出され、この研磨テープ２２が巻取りローラ１４に巻き取られる。このようにテープロール１３から送り出される研磨テープ２２は、研磨テープ２２を送り出しているとき、テープロール１３に連結したモータ１５により、適度に緊張される。
【００２０】
テープ押付手段は、図１及び３によく示されるように、台１２の低部の表面に取り付けたシリンダ１７、及びシリンダ１７のシリンダシャフト１７´の先端部分に取り付けたパッド２０から構成される。
【００２１】
パッド２０は、後述するように、シリンダシャフト１７´の先端部分のパッド取付部１８（図４を参照）に着脱可能に取り付けられる。
【００２２】
シリンダ１７として、空気圧式又は油圧式のシリンダが使用され、シリンダ１７の先端部分に取り付けたパッド２０を、適宜、ウエハ３６のエッジに対して矢印Ｆ、Ｂで示す方向に前進後退させることができ、これにより、パッド２０の表面上の研磨テープ２２が、ウエハ３６のエッジに所望の圧力で押し付けられる。
【００２３】
テープロール１３から送り出された研磨テープ２２は、テープロール１３の側に配置した補助ローラ１９を介してパッド２０の表面上を通過し、巻取り側の補助ローラ１９を介して巻取りローラ１４に巻き取られる。
【００２４】
研磨テープ２２は、巻取りローラ１４のモータ１６を制御することにより、テープロール１３から矢印Ｔの方向に連続的又は間欠的に送り出され、この送り出しの速度も巻取りローラ１４のモータ１６を制御することにより適宜に変えることができる。なお、台１２の低部の表面には補助ローラ１９が配置されており、また上述したように、テープロール１３のモータ１５により、送り出されている研磨テープ２２が適度に緊張されているので、本発明のウエハエッジ研磨装置１０の作動中に、パッド２０の表面上の研磨テープ２２が横ずれするような不具合は生じない。
【００２５】
パッド２０は、シリンダ１７の先端部分の、図４に示すようなパッド取付部１８に装着される。このパッド取付部１８は、図示のように、シリンダシャフト１７´の先端に設けられ、略Ｃ字形の断面にある。そして、パッド２０は、図５Ａ及び５Ｂに示すように、このパッド取付部１８に横滑りさせて装着できるように、断面略凸字形に形成される。ウエハ３６がオリエンテーションフラット部を有する場合、図５Ａに示すような表面が平坦なパッド２０が使用され、ウエハ３６がノッチ部を有する場合、表面にノッチ部の形状に一致する形状の凸部を有する図５Ｂに示すようなパッド２０が使用される。
【００２６】
研磨ヘッド１１の台１２の側部が第一の平板２３の表面に固定される。ここで、研磨ヘッド１１は、この第一の平板２３に着脱可能に固定され得る。
【００２７】
第一の平板２３の裏面には、第二の平板２７の表面に設けた上下に真直ぐ伸びるレール２５に滑動可能に係合するスライダ２４が固定され（図１及び３を参照）、また第一の平板２３の下辺が、第二の平板２７に固定した第一のクランクシャフト機構２６に連結され（図２及び３を参照）、この第一のクランクシャフト機構２６を駆動すると、研磨ヘッド１１が、第一の平板２３と一緒に、第二の平板２７に関して縦方向（矢印Ｖで示す方向）に往復移動する。
【００２８】
第二の平板２７の裏面には、第三の平板３１の表面に設けた左右に真直ぐ伸びるレール２９に滑動可能に係合するスライダ２８が固定され（図１及び３を参照）、また第二の平板２７の左辺が、第三の平板３１に固定した第二のクランクシャフト機構３０に連結され（図１及び２を参照）、この第二のクランクシャフト機構３０を駆動すると、第一の平板２３と研磨ヘッド１１が、第二の平板２７と一緒に、第三の平板３１に関して横方向（矢印Ｈで示す方向）に往復移動する。
【００２９】
第三の平板３１の左辺は、モータ３３によって縦方向（矢印Ｒで示す方向）に回動する支持板３２に固定される。支持板３２の回動軸３４は、第三の平板３１の表面に設けたレール２９に平行で、ウエハ３６のエッジのややウエハ３６の中心側に位置し、モータ３３を駆動すると、研磨ヘッド１１は、第一の平板２３、第二の平板２７及び第三の平板３１と一緒に、この回動軸３４に関して縦方向（矢印Ｒで示す方向）に回動する。
【００３０】
また、本発明のウエハエッジ装置１０は、図示のように、研磨中に、冷却液（潤滑液）や、砥粒を分散させた研磨スラリーをウエハ３６のエッジ付近に供給するためのノズル３５を有する。このノズル３５は、支持板３２に取り付けられ、支持板３２から回動軸３４と平行に真直ぐに伸び、ノズル３５の先端部分は、ウエハ３６のエッジに向けて曲げられており、モータ３３を駆動して研磨ヘッド１１を矢印Ｒで示す方向に回動させても、ノズル３５が研磨ヘッド１１とともに矢印Ｒで示す方向に回動するので、研磨ヘッド１１がノズル３５の先端部分に接触することなく、冷却液などをウエハ３６のエッジ付近に安定して供給できる。
【００３１】
＜研磨方法＞  ウエハ３６のエッジの研磨は、まず、支持板３２の回動軸３４がウエハ３６のエッジ付近のウエハ３６の中心側に位置するように、ウエハ３６を位置決めする。
【００３２】
図５Ａに示す表面平坦なパッド２０を、シリンダ１７の先端部分のパッド取付部１８に装着し、研磨テープ２２がウエハ３６の端面部に真直ぐに当るように、研磨ヘッド１１を位置決めする。
【００３３】
次に、研磨ヘッド１１のモータ１５、１６を駆動して、研磨テープ２２を連続的又は間欠的に矢印Ｔの方向に送り出しながら、シリンダ１７を駆動してパッド２０を矢印Ｆの方向に前進させ、研磨テープ２２をウエハ３６のエッジの端面部に押し付け、第一のクランクシャフト機構２６を停止した状態で、第二のクランクシャフト機構３０を駆動し、研磨ヘッド１１を横方向（矢印Ｈで示す方向）に往復移動させて、ウエハ３６のエッジの端面部を研磨する。
【００３４】
そして、第二のクランクシャフト機構３０を駆動しながら、モータ３３を駆動して、研磨ヘッド１１を回動軸３４に関して矢印Ｒの方向に回動させて、ウエハ３６のエッジの上面部と下面部を研磨する。
【００３５】
次に、ウエハ３６を矢印ｒの方向に回転させて、ウエハ３６のエッジの端面部、上面部及び下面部を上記のようにして研磨する。
【００３６】
ウエハ３６がオリエンテーションフラット部を有する場合、このオリエンテーションフラット部のエッジの端面部に、上記と同様に、研磨テープ２２を押し付け、第一のクランクシャフト機構２６を停止した状態で、第二のクランクシャフト機構３０を駆動しながら、モータ３３を駆動して、研磨ヘッド１１を縦方向（矢印Ｒで示す方向）に回動させて、オリエンテーションフラット部のエッジの端面部、上面部及び下面部を研磨する。
【００３７】
ウエハ３６がノッチ部を有する場合、図５Ｂに示すパッド２０をシリンダ１７の先端部分のパッド取付部１８に装着し、研磨ヘッド１１のモータ１５、１６を駆動して、研磨テープ２２を連続的又は間欠的に送り出しながら、シリンダ１７を駆動してパッド２０を矢印Ｆの方向に前進させ、研磨テープ２２をウエハ３６のノッチ部の端面部に押し付け、第二のクランクシャフト機構３０を停止した状態で、第一のクランクシャフト機構２６を駆動して、研磨ヘッド１１を縦方向（矢印Ｖの方向）に往復移動させ、ノッチ部のエッジの端面部を研磨する。
【００３８】
そして、第二のクランクシャフト機構３０を駆動しながら、モータ３３を駆動して、研磨ヘッド１１を回動軸３４に関して矢印Ｒの方向に回動させて、ノッチ部のエッジの上面部と下面部を研磨する。
【００３９】
【発明の効果】
本発明が以上のように構成されるので、以下のような効果を奏する。
【００４０】
横方向に送り出される研磨テープをウエハのエッジに押し付けるので、比較的幅の狭い研磨テープ（約１インチ幅）を使用できる。
【００４１】
パッドの着脱が可能なので、ノッチ部のエッジを研磨するときに、ノッチ部の形状に一致する形状の凸部を有するパッドに交換するだけで、一台の研磨装置で、オリエンテーションフラット部を有するウエハと、ノッチ部を有するウエハのエッジの研磨ができる。
【００４２】
研磨テープを送り出し、新しい研磨テープをウエハのエッジに押し付けることができるので、ウエハのエッジの研磨を長時間安定して行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の半導体ウエハエッジ研磨装置の平面図である。
【図２】図２は、図１の半導体ウエハエッジ研磨装置の正面図である。
【図３】図３は、図１の半導体ウエハエッジ研磨装置の側面図である。
【図４】図４は、図１の半導体ウエハエッジ研磨装置に使用するシリンダの先端部分の一部破断側面図である。
【図５】図５Ａ及び５Ｂは、それぞれ、図４のシリンダの先端部分に装着されるパッドの斜視図である。
【符号の説明】
１０・・・ウエハエッジ研磨装置
１１・・・研磨ヘッド
１２・・・台
１３・・・テープロール
１４・・・巻取りローラ
１５、１６・・・モータ
１７・・・シリンダ
１７´・・・シリンダシャフト
１８・・・パッド取付部
１９・・・補助ローラ
２０・・・パッド
２１・・・突起部
２２・・・研磨テープ
２３・・・第一の平板
２４・・・スライダ
２５・・・レール
２６・・・第一のクランクシャフト機構
２７・・・第二の平板
２８・・・スライダ
２９・・・レール
３０・・・第二のクランクシャフト機構
３１・・・第三の平板
３２・・・支持板
３３・・・モータ
３４・・・回動軸
３５・・・ノズル
３６・・・ウエハ
Ｈ・・・横方向
Ｖ・・・縦方向
Ｒ・・・回動方向
Ｆ・・・前進方向
Ｂ・・・後退方向
Ｔ・・・研磨テープ送出方向
ｒ・・・ウエハ回転方向
【図１】
2005007518.tif 000003
【図２】
2005007518.tif 000004
【図３】
2005007518.tif 000005
【図４】
2005007518.tif 000006
【図５】
2005007518.tif 000007